中华医学超声杂志

应用化学 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (02): 123-128.DOI: 10.3724/SP.J.1095.2012.00202

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微生物燃料电池非生物阴极催化剂的研究进展

杨改秀1,孔晓英1,孙永明1*,李连华1,袁振宏1,陆天虹2   

  1. (1.中国科学院广州能源研究所可再生能源与天然气水合物重点实验室 广州 510640；
    2.江苏省生物功能材料重点实验室,南京师范大学化学与环境科学学院 南京)
  • 收稿日期:2011-05-12 修回日期:2011-07-06 出版日期:2012-02-10 发布日期:2012-02-10
  • 通讯作者: 孙永明，副研究员; Tel:020-87057735; Fax:020-87057737; E-mail:sunym@ms.giec.ac.cn; 研究方向：沼气工程及微生物能源
  • 作者简介:杨改秀，女，河北邯郸人，主要从事燃料电池以及其催化剂的研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金-青年科学基金资助项目（21006105）

Progress of Abiotic Cathode Catalysts for Microbial Fuel Cells

YANG Gaixiu1, KONG Xiaoying1, SUN Yongming1*, LI Lianhua1, YUAN Zhenhong1, LU Tianhong2   

  1. (1.Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate,Guangzhou Institute of
    Energy Conversion,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640;
    2.Jiangsu Key Laboratory of Biofunctional Materials,School of Chemistry and
    Environmental Science,Nanjing Normal University,Nanjing 210097)
  • Received:2011-05-12 Revised:2011-07-06 Published:2012-02-10 Online:2012-02-10
  • Contact: Sun

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摘要： 在微生物燃料电池（MFC）中，以氧为电子受体具有很多优点，但氧阴极还原的反应动力学慢，会造成阴极电势的损失。 因此，提高阴极对氧还原的电催化活性和降低催化剂的价格是MFC非生物阴极催化剂的研究重点之一。 本文综述了近年来MFC中非生物阴极氧还原催化剂的研究进展。 重点讨论了贵金属Pt、过渡金属大环化合物以及金属氧化物催化剂对氧还原的电催化活性。 其中，非贵金属氧化物及过渡金属大环化合物催化剂具有良好的性能，而且价格低廉，有望成为MFC非生物阴极Pt基催化剂的替代催化剂。

关键词: 微生物燃料电池, 阴极催化剂, 氧还原, 电催化活性

Abstract: Using oxygen as the electron acceptor in microbial fuel cells(MFC) has many advantages. However, the kinetics of oxygen reduction is rather slow, which may cause the loss of cathode potential. Thereby enhancing the oxygen reduction activity is one of the main focuses of MFC research. The progress of abiotic cathode catalysts of MFC is reviewed in this paper, while the catalytic activities of precious metal Pt, transition metal macrocyclic complexes, and non-noble metallic oxide for oxygen reduction are particularly focused. The transition metal macrocyclic complexes and non-noble metal oxides catalysts display good performances and are expected to become the substitutes for the MFC abiotic cathode Pt catalysts.

Key words: microbial fuel cell, cathode catalysts, oxygen reduction

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